Une gestion simple et efficace du réseau routier, c`est possible!

NOTE TECHNIQUE • JUIN 2010
Enjeux reliés aux chemins
forestiers :
Accès
● Aux chemins forestiers pour
le transport de personnes et
de matériel
● À l’information cartographiques concernant les chemins
forestiers
Entretien
● Maintien de la qualité
● Réfection afin d’améliorer les
chemins
Gestion et planification
● Construction de chemins
forestiers
● Entretien des chemins forestiers et des infrastructures
● Conservation de l’historique
des interventions
● Fermeture des chemins
forestiers (réduire l’accès,
remise en production)
Pour optimiser le transport et
assurer la sécurité des usagers
Une gestion simple et efficace
du réseau routier, c’est possible!
Introduction
Les chemins forestiers sont utilisés par plusieurs
types d’utilisateurs, entre autres, les villégiateurs,
les amateurs de motoneige et de VTT, les travailleurs forestiers et les amateurs de chasse et de
pêche. Les utilisations multiples nécessitent de
transmettre toutes les informations concernant le
réseau routier au grand public, à l’aide de cartes.
De plus, en raison de la densité du réseau routier
et des critères de construction et d’entretien
variables, il serait primordial que le réseau routier
soit doté d’un système de gestion efficace et
structuré qui soit en mesure de supporter les
futurs gestionnaires nommés par le nouveau
régime forestier. C’est pourquoi une méthode
d’ingénierie pour améliorer la gestion du réseau
routier a été élaborée par le CERFO.
En effet, les sources de données sont diverses et
disparates; par exemple, plusieurs organisations
(MRNF, SÉPAQ, compagnies forestières, etc.)
conservent leur données de façon différente,
sans se coordonner les unes avec les autres. Ainsi,
ces diverses sources d’informations possèdent
leur échelle, leur précision et leur période de
mise à jour. Il est donc difficile de faire une intégration adéquate de toutes ces données.
Également, le manque d’intégrité géométrique et
topologique dans les couches cartographiques
du réseau routier crée plusieurs sources d’erreurs.
Par exemple, une même route peut être
représentée par plusieurs lignes sur la carte.
Cette situation génère de l’incertitude en ce qui a
trait à la juste localisation de celles-ci.
Problèmes liés à la gestion de
l’information sur le réseau routier
Les professionnels forestiers ont depuis toujours
mis l’emphase sur l’acquisition et la mise à jour
des données à partir des technologies les plus
modernes (photos aériennes, GPS, télédétection,
etc.) et ce, sans trop se préoccuper de la
structuration des bases de données cartographiques forestières.
Exemple de tracé divergent
pour la route 10 en HauteMauricie
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Une autre erreur, qui est fréquente, est l’absence de connexion entre
deux intersections ou un arrêt de connexion sur une même ligne
droite. Cette erreur peut être nuisible lors d’analyses de réseaux
nécessitant un réseau géométrique interconnecté.
Enfin, une même donnée peut être saisie dans le système plusieurs
fois, mais sous des noms ou appellations différentes. Cette situation
nécessite alors une mise à niveau et des corrections manuelles avant
de faire une analyse valable.
Exemple typique de
valeurs non intègres
retrouvées dans une
même base de données
Exemple typique d’un
chemin mal connecté
Solution pour améliorer la gestion du
réseau routier
La référence linéaire
Modélisation conceptuelle (méthode d’ingénierie)
Comparativement à la référence spatiale qui donne un positionnement géographique à partir des coordonnées (x, y), la référence
linéaire donne un positionnement relatif (distance linéaire) à un
objet ou à un événement (m) à partir d’un point de référence. La
référence linéaire est donc un processus qui permet d’attitrer une
mesure à un chemin en fonction de bornes théoriques (début du
chemin, au km 0, fin du chemin, au km (0 + longueur du chemin)) ou
de bornes implantées sur le terrain (panneaux indicateurs de kilométrage relevés au GPS). Également, il est possible d’implanter un
système en référence linéaire où une usine de transformation se
trouve au km 0 et de calibrer l’emplacement des chantiers forestiers
en fonction de la distance de l’usine.
Étant spécialisé dans la modélisation des bases de données forestières, le CERFO utilise la modélisation conceptuelle comme outil de
travail lors de la conception de bases de données cartographiques.
Tout d’abord, la modélisation conceptuelle représente le plan de la
base de données, ce qui permet de conserver les informations
désirées et d’établir des liens entre elles. De plus, la modélisation
conceptuelle sert lors de la communication entre le modélisateur et
le responsable du réseau routier. Un dictionnaire de données
complète le modèle conceptuel et contient tous les termes utilisés
dans les tables et leurs définitions.
Ponceau arraché, km 12
0 km
Point de
référence
10 km
Surface de roulement à niveler, km 17 à km 26
20 km
30 km
Exemple de système à référence linéaire. Comme la figure le
démontre, il est possible de positionner un objet ponctuel
(ponceau) ou d’identifier un évènement linéaire (surface de
roulement).
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Vue générale du modèle conceptuel de la base de données. Comme démontré, l’élément central « route »
possède les attributs les plus importants et il est en lien avec toutes les autres entités.
Ainsi, malgré le nombre de variables prises en compte, la modélisation conceptuelle reste un moyen simple
et efficace de relier les thématiques à modéliser.
La segmentation dynamique
Exemple de segmentation dynamique. Avec une seule entité non
segmentée manuellement, il est possible de créer plusieurs attributs,
de stocker leurs données dans des tables distinctes et de créer des
cartes thématiques.
La segmentation dynamique permet de localiser, sur une route et à
l’aide de la référence linéaire, des événements à partir des informations des tables de données descriptives. Il est également possible de
produire des cartes de thématiques sans faire de segmentation
Vitesse
70
50
30
Surface
gravelé
non gravelé
Table de vitesse
ID
De
1
0
2
15
3
38
À
15
38
45
Vitesse
70
50
30
Table de surface
ID
De
1
0
2
38
À
38
45
Surface
Gravelé
Non gravelé
Table d’attributs de la couche Chemin
ID
Type
Longueur
1
Chemin
45
Entité géographique
Chemin (entité géométrique)
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Procédure de mise à jour
Grâce à la référence linéaire, la mise à jour de
l’information sur le réseau routier est grandement facilitée. Tout d’abord, la mise à jour de la
géométrie (segment) a été produite grâce au
Model builder du logiciel ArcGIS et elle peut être
accomplie avec ou sans borne relevée au GPS.
D’autre part, la mise à jour des caractéristiques
peut être réalisée manuellement ou à partir
d’une table.
Manuellement, il suffit de remplir les formulaires
conçus par le CERFO permettant de stocker les
caractéristiques particulières et leurs références
linéaires.
À partir d’une table, il suffit d’importer le
contenu d’une table indépendante dans la
structure prévue dans l’outil.
Le formulaire principal est la porte d’entrée pour les mises à jour. Il permet
d’ouvrir des formulaires regroupés en 4 thématiques, soit : les attributs des
chemins, les attributs des passages de cours d’eau, les événements survenus
sur les chemins et les événements survenus sur les passages de cours d’eau.
Discussion
Exemples d’applications
concrètes :
● Utilisation de l’information
cartographique du réseau
routier dans des outils d’optimisation, de logistique et de
planification forestière
 Gestion du trafic via Web
(ex. : route à éviter, période
de transport, fermeture, etc.)
● Gestion de l’historique de
certaines caractéristiques
pour orienter la prise de
décision
 Programme d’entretien
Avantages de l’utilisation de la
référence linéaire :
● Mise à jour simple et intègre
● Faciliter la gestion du transport
● Faciliter l’accès au réseau
routier
● Meilleure gestion des
chemins forestiers
La modélisation conceptuelle a facilité grandement l’implantation d’un réseau routier forestier
dans une base de données cartographiques.
Grâce à cette étape de
conceptualisation,
l’implantation s’est faite de manière structurée en
évitant de travailler par itérations. De plus, la modélisation conceptuelle et l’utilisation des domaines de valeurs contenus dans le dictionnaire de
données permettent de régler le problème du
manque d’intégrité sémantique des données. Il
est donc possible de valider les valeurs inscrites
dans les tables et de s’assurer qu’elles respectent
le dictionnaire produit avec le modèle conceptuel.
L’utilisation de la référence linéaire permet de
faciliter la gestion d’un réseau routier forestier car
elle simplifie les segments qui forment le réseau.
Sauf exception, les routes forestières sont toutes
formées d’un seul segment continu. De plus,
comme les caractéristiques provenant de la
segmentation sont stockées dans des tables en
référence linéaire au lieu d’être en référence
planaire, le nombre d’enregistrements dans les
tables est 10 fois moindre que dans les sources
de données habituelles. Il est donc beaucoup
plus facile d’assurer l’intégrité géométrique et
topologique des segments.
Le processus de segmentation dynamique
permet, quant à lui, de recréer les couches
segmentées automatiquement et sur demande.
Enfin, les procédures de mise à jour et les formulaires ont été créés afin de mettre à jour la
géométrie et les caractéristiques du réseau
routier. La mise à jour est donc facilitée et
surtout, se fait dans l’esprit de conserver les
qualités géométriques et topologiques des
segments du réseau routier.
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Montage permettant de voir à quoi pourrait
ressembler une application Web
Références
Conclusion
L’hypothèse principale posée dans le projet du CERFO est que l’utilisation de la référence linéaire et des méthodes d’ingénierie de
système facilitera la gestion des réseaux routiers. D’après les spécialistes du développement de bases de données cartographiques, un
changement qui coûte 1 $ lors de la modélisation coûtera 10 $ à faire
lorsque la base de données sera créée et 100 $ lorsque les données
auront peuplé les tables de la base de données (Bédard, 1999).
Ce projet permet donc de mettre en place une solution afin d’améliorer la gestion du réseau routier, d’utiliser l’information cartographique dans des projets porteurs et d’améliorer l’accès au territoire.
Bédard, Y. 1999. Principles of Spatial Database Analysis and Design:
GIS : Principles, Techniques, Applications & Management. Wiley,
2nd Ed., Chap. 29, p. 413-424.
Toupin, D., J.D. Grenier, et S. Fortier. 2009. Développement d’un modèle de gestion du réseau routier forestier de la Mauricie. Centre
d'enseignement et de recherche en foresterie de Sainte-Foy inc.
CERFO. 60 p.
Remerciements
Le CERFO tient à remercier les personnes suivantes pour leur contribution au projet :
● Denis Thibault – Kruger Inc.
● Stéphane Arcand – Kruger Inc.
● Louis Vachon – Kruger Inc.
● Guillaume Pomerleau, stagiaire au CERFO à l’été 2008
● Kali Turcotte Duplain, stagiaire au CERFO à l’été 2010
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